1.3 compile and link

编译和链接

#include <iostream>
using namespace std;
int mul(int a, int b)
{
    return a * b;
}
int main()
{
    int a, b;
    int result;
    cout << "Pick two integers:";
    cin >> a;
    cin >> b;
    result = mul(a, b);
    cout << "The result is " << result << endl;
    return 0;
}

以上代码，包含两个函数，一个函数叫做mul，功能：计算两数之积。该函数两个参数 a 和 b，这两个参数从main函数中的标准输入cin传入的，cin >> a表示：从标准输入读取数据转成整数类型，存到变量a中。

• main(): called by startup code
• mul() is called in main()

解释两个知识点，首先第一点：函数的原型，也就是函数的声明。

# 函数声明
# function prototypes normally are put into head files (*.h; *.hpp)
int mul(int a, int b);

上面代码行含义：有一个名为mul的函数，返回值为int类型，包含两个int类型的参数：a和b。它只是一个声明，表明存在这么一个函数，但是函数在什么位置，并不知道。

一般的，会把函数的声明放到头文件 .h或者.hpp文件中。 function prototypes normally are put into head files (.h; .hpp)

# 函数的定义
# function definitiones normally are in source files (*.c; *.cpp)
int mul(int a, int b)
{
    return a * b;
}

上面代码行含义：函数的具体实现（函数的定义）。

一般的，将函数的实现（定义）写到源文件 .c和.cpp中 function definitiones normally are in source files (.c; .cpp)

以上的例子，只实现了一个两数之积的简单功能，如果要实现一个大型系统，系统里会包含很多函数，我们如果将这些函数全部放到源文件中，源文件会非常长，编译时间长，难以管理和维护。我们可以把源代码放到不同的文件中，分别去管理这些函数，例子如下：

// 函数定义 mul.cpp
# include "mul.hpp"
int mul(int a, int b)
{
    return a * b;
}

// 函数声明 -> 头文件 mul.hpp
# pragma once
int mul(int a, int b);

头文件存放函数声明，在main.cpp中include 该头文件，相当于将头文件嵌入到main.cpp中，源文件在编译的时候碰到mul时，就知道这是一个函数，检查参数的数据类型和个数是否符合函数的声明，

// main.cpp
#include <iostream>
#include "mul.hpp"
using namespace std;
int main()
{
    int a, b, result;
    cout << "Pick two integers: ";
    cin >> a;
    cin >> b;
    result = mul(a, b);
    cout << "The result is" << result;
    return 0;
}

编译过程：

1. main.cpp通过g++编译成main.o，o叫做object文件，是一个二进制文件。-c的意思是只编译不链接。
2. 同样的，将mul.cpp也通过g++编译成二进制文件，此时我们得到两个二进制文件
3. 从object文件生成可执行程序的步骤叫做链接。link就是将这两个二进制文件合并。

g++ main.cpp mul.cpp -o mul 一次性编译所有源文件并链接。

既然能够很方便的一起编译，为什么还要分开编译？
当源文件特别多时候，调试程序的过程中，要经常编译，每次都要全部编译的话，时间消耗长。假设只需要更新其中某些源文件，则只需要单独编译其中修改的文件，其他不需要更新。

这件事情如果全部手动操作的话，也是比较耗费时间，有一个工具可以帮助管理，不需要每次手动输入编译命令，这个工具叫做Makefile。

如何debug？
辨认错误类型：

• 编译错误（一般是语法错误）
  • Normally caused by grammar error, Please check the source code!
  • 
• 链接错误（头文件里头有，但是链接时没有，symbols not foundor undefined symbols）
  • 
  • “Symbol not found”, Function mul() is misspelled to Mul()
• 运行时错误（成功编译且链接，也生成了执行程序，但是运行时报错）
  • 
  • The source code can be successfully compiled and linked.
  • The floating point exception (divided by 0) will kill the program.
  • It is a typical runtime error.
  • 编程时要考虑周全，尽可能想到程序抛出异常的可能。